АТФ и АДФ, их взаимопревращения и роль этого процесса в природе

АТФ. Это сокращенное название аденозинтрифосфорной кислоты. АТФ содержится в каждой клетке животных и растений. Количество АТФ колеблется и в среднем составляет 0,04% (на сырую массу клетки). Наибольшее количество АТФ содержится в скелетных мышцах 0,2–0,5%. По химической структуре АТФ является нуклеотидом, и, как у всякого нуклеотида, в ней имеются азотистое основание (аденин), углевод (рибоза) и три остатка фосфорной кислоты. АТФ — это особое соединение, содержащее связи, при гидролизе которых высвобождается большое количество энергии.

Какую функцию выполняет АТФ?

Прежде всего, энергетическую. Как уже было выше сказано, основной ролью аденозинтрифосфата является энергообеспечение биохимических процессов в живом организме. Такая роль обусловлена тем, что благодаря наличию двух высокоэнергетических связей, АТФ выступает источником энергии для многих физиологических и биохимических процессов, требующих больших энергозатрат. Такими процессами являются все реакции синтеза сложных веществ в организме. Это, прежде всего, активный перенос молекул через клеточные мембраны, включая участие в создании межмембранного электрического потенциала, и осуществление сокращения мышц.

Как образуется АТФ в организме?

Синтез аденозинтрифосфорной кислоты идёт постоянно, т. к. энергия организму для нормальной жизнедеятельности нужна всегда. В каждый конкретный момент содержится совсем немного этого вещества — примерно 250 граммов, которые являются «неприкосновенным запасом» на «чёрный день». Во время болезни идёт интенсивный синтез этой кислоты, потому что требуется много энергии для работы иммунной и выделительной систем, а также системы терморегуляции организма, что необходимо для эффективной борьбы с начавшимся недугом.

В каких клетках АТФ больше всего?

Это клетки мышечной и нервной тканей, поскольку в них наиболее интенсивно идут процессы энергообмена. И это очевидно, ведь мышцы участвуют в движении, требующем сокращения мышечных волокон, а нейроны передают электрические импульсы, без которых невозможна работа всех систем организма. Поэтому так важно для клетки поддерживать неизменный и высокий уровень аденозинтрифосфата.

Молекулы аденозинтрифосфата образуются путём так называемого фосфорилирования АДФ (аденозиндифосфата). Эта химическая реакция выглядит следующим образом:

АДФ + фосфорная кислота + энергия→АТФ + вода.

АТФ в нашем организме всегда приберегает запас энергии, но ее хватает не намного, а только на 2-3 секунды движений, а, чтобы получить энергии больше, должна произойти реакция превращения АТФ в АДФ.

Что такое АДФ?

АДФ или аденозиндифосфорная кислота имеет в своем составе аденин, рибозу и 2 молекулярные остатки фосфата. Образуется из АТФ путем отщепления молекулы фосфора, присоединения воды и под действием кислорода. В результате получаем АДФ и энергию. Разница АДФ от АТФ в том, что АДФ содержит в себе меньше энергии, чем АТФ.

Чтобы организм жил и нормально развивался, получал энергию, необходимо, чтобы все время происходила реакция превращения АТФ из АДФ и АМФ, и наоборот, если этого не происходит, и все молекулы АТФ перешли в АДФ или АМФ, тогда живое существо умирает.

Причины, которые могут помешать реакции превращения АТФ в АДФ:

· Невозможность поступления кислорода в организм по причине его отсутствия

· Острые заболевания дыхательных органов

· Невозможность поступления кислорода в ткани, например при тяжелой форме анемии

· Повреждение митохондрий из-за длительного недостаточного поступления в организм кислорода

· Отравление организма ядами (цианиды)

Вывод:

Аденозинтрифосфорная кислота — это наиболее часто обновляемое вещество в организме.

В теле человека, например, продолжительность её жизни составляет менее одной минуты, поэтому одна молекула такого вещества рождается и распадается до 3000 раз за сутки. Поразительно, но в течение дня человеческий организм синтезирует около 40 кг этого вещества! Настолько велики потребности в этом «внутреннем энергетике» для нас! Весь цикл синтеза и дальнейшего использования АТФ в качестве энергетического топлива для процессов обмена веществ в организме живого существа представляет собой саму суть энергетического обмена в этом организме. Таким образом, аденозинтрифосфат является своего рода «батарейкой», обеспечивающей нормальную жизнедеятельность всех клеток живого организма.

 

Ответьте на вопросы

1. Кто открыл нуклеиновые кислоты?

2. Что входит в состав нуклеотида?

3. Какая главная функция АТФ в организме?

4. Напишите краткое сообщение по теме: «АТФ и ее роль в клетке»